Programul UEFISCDI – PNCDI III Creșterea competitivității economiei românești prin CDI
Programul UEFISCDI – PNCDI III Creșterea competitivității economiei românești prin CDI
Titlul proiectului: “Proiectarea sistemului de comunicație între standul cu role pentru verificarea sistemului de frânare al autovehiculelor cu masa maximă autorizată peste 3,5 tone și calculator - SITEF”
Cod depunere: Cod depunere: PN-III-P2-2.1-CI-2017-0041 Contract: 113CI/2017
Durata: 25/07/2017 - 31/12/2017 FAZA DE EXECUȚIE NR: 1/2017
REZUMAT
Proiectul se referă la interfațarea unui stand cu role pentru verificarea sistemului de frânare al vehiculelor cu masa maximă autorizată peste 3,5 to cu calculatorul.
Standul cu role dispune de senzori și traductori care măsoară greutățile și forțele de frânare la roțile vehiculului testat. Semnalele achiziționate de la senzori și traductori se transferă spre un calculator în vederea prelucrării acestora cu scopul de a obține informațiile despre sistemul de frânare al vehiculelor cerute de reglementările în vigoare.
Prezentul proiect are ca scop proiectarea sistemului de comunicație între standul cu role (figura1.1) și calculator. Sistemul de comunicație cuprinzând modulul de achiziție și transfer date de la standul cu role precum și aplicația informatica dedicata controlului întregului stand.
Aplicația informatică dedicată controlului întregului stand are ca scop principal analiza dinamică a parametrilor frânării și oferă posibilitatea imprimării buletinului de analiză, cu toate informațiile cerute de reglementările în vigoare;
Figura 1.1 Vedere izometrică modelul 3D al standului cu role
Realizarea obiectivelor proiectului, a necesitat o fază intermediară in care s-au simulat datele provenite de la standul cu role, putand-se astfel lucra in condiții de laborator, nefiind necesară prezenta standului.
Pentru simularea datelor de la standul cu role, s-a optat pentru un "Sistem de achiziție multi I/O" care dispune de 6 intrări analogice, 8 intrări digitale și 8 ieșiri digitale. Sistemul de achiziție multi I/O este realizat pe baza unei placi de dezvoltare ARDUINO MEGA 2560 (figura 1.2).
A0-A4
C0-C7
B1-B4
Calculator
Placa de dezvoltare ARDUINO MEGA 2560
Figura 1.2. Sistemul de achiziție date
S-a realizat modelul experimental (figura 1.3) folosindu-e o placa de dezvoltare ARDUINO MEGA 2560.
Figura 1.3. Modelul experimental
S-au amplasat 5 potențiometre pentru simularea celor cinci intrări analogice, 8 LED-uri pentru ieșirile digitale și 5 comutatoare pentru simularea intrărilor digitale. Tahometrul a fost simulat cu un generator de forma de unda dreptunghiulara de frecventă reglabilă intre 0-700 Hz prin intermediul potențiometrului galben din figura 1.3.
Protocolul utilizat pentru transferul datelor între placa de dezvoltare ARDUINO MEGA 2560 și calculator este un protocol proprietar bazat pe mesaje de tip text.
Aplicația "master" de pe calculator (figura 1.4) este realizată în C# sub mediul de programare "Visual Studio". Principalul rol al acesteia este să inițieze dialogul cu placa de dezvoltare, să trimită comenzile spre aceasta și să citească valorile de intrare achiziționate de placa de dezvoltare.
Figura 1.4. Aplicația master de pe calculator
Un alt obiectiv al aplicației îl reprezintă încorporarea unei baze de date on-line, utilă conectării la aplicație prin intermediul dispozitivelor mobile cât și pentru a permite altor utilizatori interesați, accesul la informațiile obținute în urma testării vehiculului.
S-a creat baza de date cons_el și tabela sitef ( figura 1.5) cu următoarea structura:
Figura 1.5. Tabela sitef
Pe baza tabelei din figura 1.5, s-a realizat o aplicație web (figura 1.6), aplicație care poate fi rulată pe orice dispozitiv care dispune de un web browser. Pentru aplicația web s-au testat mai multe metode printre care: reâncarcerarea paginii la intervale prestabilite de timp, aplet-uri java, servicii web, tehnologia ajax. Cea mai performanta dovedindu-se aplicația bazată pe tehnologia AJAX.
Figura 1.7. Aplicația web pe post de master
Pentru a putea preda controlul aplicațiilor de pe alte dispozitive, aplicația master de pe calculator, trebuie să permită acest lucru. Prin selectarea opțiunii "Remote" (figura 1.4), aplicația
master predă controlul aplicațiilor de pe dispozitivele mobile semnalizînd acest lucru prin setarea variabilei "remote" din baza de date.
Pentru realizarea aplicației informatice pentru controlul standului a fost necesară realizarea unui prototip care să inglobeze sistemul de achiziție date si totodată să se conecteze la standul cu role. Schema bloc a prototipului este prezentată in figura 1.8.
Senzori de forta
SPI
Iesiri Digitale
Amplif.
Senzori inductivi
Intrari Digitale
Calculator
Optocuploare
Contactoare
Convertor analogic
ARDUINO MEGA 2560
Figura 1.8. Schema bloc a prototipului
Pe baza schemei logice din figura 1.8, sa realizat prototipul (figura 1.9) care se conectează la standul cu role. Standul cu role are montați senzori electro-rezistivi, senzori inductivi, contactoare și motoare de acționare.
Figura 1.9. Prototipul
În acest stadiu, s-a putut trece la realizarea aplicației informatice.
Aplicația informatică are rolul de a prelua informațiile de la stand prin sistemului de achiziție date și a le prelucra, asigurând interfațarea cu operatorul uman.
Prin intermediul aplicației informatice, se realizează un sistem integrat de măsurare, preluare, prelucrare și arhivare a datelor rezultate în urma procesului de verificare a frânelor unui vehicul.
S-a optat pentru mediul de programare XX.XXX datorită experienței noastre cu acest limbaj și a obiectelor și funcțiilor oferite de el. Avem nevoie de obiectele Serial port, Timer etc., pe care acest limbaj le conține.
De asemenea XX.XXX comunică foarte bine cu sistemul de bază de date SQL server. Posibilitățile de depanare avansate a programelor a constituit încă un argument de alegere a acestui limbaj orientat spre obiect.
Aplicația contine o serie de interfețe grafice pentru masura si calibrare.
Figura 1.10. Interfața de măsurare efectivă
Figura 1.11. Interfața de calibrare
Aplicația dispune de un modul pentru gestionarea unei baze de date in care se salveaza diverse date referitoare al vehicolul testat si la testele efectuate.
Acest modul se ocupă cu gestionarea, arhivarea și tipărirea rezultatelor măsurătorilor.